趙德燦

摘 要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展使得我國在許多科研領(lǐng)域有了巨大的進(jìn)步，其中，極其令人興奮的就是比較成熟的無人機(jī)技術(shù)。無人機(jī)可以用來做諸如監(jiān)控、探查、尋找的工作，其中，最為重要的就是無人機(jī)在海上搜救的應(yīng)用。無人機(jī)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使得其在海上搜救中有著不可替代的作用。本文就無人機(jī)在海上搜救中可承擔(dān)的各種任務(wù)進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；搜索定位；定位搜尋

中圖分類號(hào)：U676 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）6-0029-02

無人機(jī)全稱“無人駕駛飛機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自主研發(fā)的程序控制裝置所操縱的不載人飛機(jī)，或者是由車載計(jì)算機(jī)自主或間歇的操作。與普通駕駛飛機(jī)相比，無人機(jī)更適合危險(xiǎn)的任務(wù)。按應(yīng)用領(lǐng)域的不同，無人機(jī)又可分為軍用無人機(jī)和民用無人機(jī)。一般海上搜救經(jīng)常利用無人機(jī)或者載人飛機(jī)快速搜尋海域事故現(xiàn)場，通過在目標(biāo)區(qū)域低飛搜尋來進(jìn)行救助活動(dòng)。此外，還可通過機(jī)身搭載相關(guān)設(shè)備將現(xiàn)場情況及時(shí)的發(fā)給指揮中心，方便救助策略的制定，還可與過往船只協(xié)同施救?，F(xiàn)今，無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐漸廣泛的應(yīng)用于我國海域的相關(guān)事業(yè)。

1 無人機(jī)救援的現(xiàn)狀和發(fā)展

我國第一次將無人機(jī)應(yīng)用在救助工作是在2008年的冰凍災(zāi)害中，同年的汶川大地震中，無人機(jī)作為航拍應(yīng)用在了地震救援工作。近年來的各種災(zāi)害的現(xiàn)場都有無人機(jī)的應(yīng)用，為災(zāi)難的救援工作提供了非常可靠的相關(guān)資料。無人機(jī)在搜救方面的出色表現(xiàn)及其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得無人機(jī)受到越來越多的重視，無人機(jī)的相關(guān)技術(shù)也得到了巨大的突破。例如：低空遙感技術(shù)、飛行控制技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)。各種技術(shù)的不斷更新發(fā)展，使得無人機(jī)的應(yīng)用環(huán)境也越加廣泛，并逐步被應(yīng)用于海上搜救工作。與此同時(shí)，無人機(jī)搜救正在向系統(tǒng)化、專業(yè)化的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)化。例如，我國的一些部門建立了一體化的搜救系統(tǒng)，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，無人機(jī)可進(jìn)行快速的事故現(xiàn)場檢測、信息采集工作，將現(xiàn)場的相關(guān)信息及時(shí)的發(fā)送至指揮部門，再由指揮部門擬定有針對(duì)性的救援措施，進(jìn)行事故現(xiàn)場的救助。

2 無人機(jī)在海上搜救的優(yōu)點(diǎn)

2.1無人機(jī)技術(shù)相對(duì)成熟

伴隨著諸如高清攝像、低空懸停、遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程傳輸?shù)燃夹g(shù)的巨大進(jìn)步，無人機(jī)的發(fā)展達(dá)到了前所未有的水平。目前，我國有三種類型的無人機(jī)可應(yīng)用于海上搜救工作，首先是海上搜救無人機(jī)，這種無人機(jī)的動(dòng)力原理是通過浮力來帶動(dòng)無人機(jī)的上升，這種動(dòng)力系統(tǒng)能夠極大程度的降低燃油消耗，有效地增強(qiáng)其續(xù)航能力。此外，搜救無人機(jī)還能實(shí)現(xiàn)空中的懸停，對(duì)升降場地的要求極低，在關(guān)鍵時(shí)候可以在大型船舶上起落。再者是高空、高續(xù)航無人機(jī)，這種類型的無人機(jī)續(xù)航力強(qiáng)，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離航行；飛行高度高，有利于長時(shí)間的高空飛行工作。此外，高空飛行可以有效的避免惡劣的自然環(huán)境。這些優(yōu)良特性使得高空、高續(xù)航無人機(jī)不僅可以進(jìn)行近海的搜救工作還能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的海上搜救工作。最后是地面效應(yīng)無人機(jī)，也是最適合海上搜救的無人機(jī)種。這類無人機(jī)在救援工作中可以在海面上進(jìn)行簡單的起降，不僅如此，地面效應(yīng)無人機(jī)還具有較高的承載力能夠進(jìn)行救助物資的投放。與此同時(shí)，無人機(jī)在搭載高清攝像和遠(yuǎn)程操作、傳輸功能后，使其得到了更廣泛的使用。例如，可用于海域交通監(jiān)控、船只航行路線復(fù)刻、海域污染監(jiān)控、事故報(bào)道等。此外，還可通過遠(yuǎn)距離傳輸和操控功能給海上管理相關(guān)部門提供即時(shí)的海域相關(guān)資料，方便海上管理部門險(xiǎn)情應(yīng)急處理和來往船只流量控制，從而有效保障海域的水上交通安全。

2.2無人機(jī)搜救成本低

無人機(jī)簡單來說就是不需要駕駛員的操控 ，這樣一來就省去了與駕駛艙相關(guān)的控制裝置和安全救生設(shè)置的安裝成本。此外，無人機(jī)的生產(chǎn)成本、研制花銷、維修費(fèi)用遠(yuǎn)比搜救船舶和普通飛機(jī)低得多，還可節(jié)省大批的飛機(jī)和船舶操控人員的培育費(fèi)用。就45米級(jí)的巡邏搜救船為例，從起始港口到目的巡邏地巡航一個(gè)來回需要大約兩個(gè)小時(shí)，消耗燃油約500千克，以8000元每噸來算，耗油費(fèi)用可達(dá)4000元，另外還有工作人員的工資和船舶損耗費(fèi)。而無人機(jī)從起始港口到目的地的巡邏來回在35分左右就可完成，燃油的消耗也在100元內(nèi)。因此，無人機(jī)不僅工作效率高，還具有費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)，更加適合常態(tài)下的監(jiān)管。

2.3操控靈活

無人機(jī)具有重量輕和體積小的優(yōu)點(diǎn)，裝載固定翼的無人機(jī)能夠進(jìn)行導(dǎo)彈的發(fā)射。此外，無人機(jī)的降落所需滑跑距離較短，像我們普通的平坦樓頂和平坦的操場都能達(dá)到無人機(jī)的起飛和降落要求。另一方面，無人機(jī)的操控也沒有想象中的那么困難，相反，無人機(jī)的操控非常簡單，可以通過編程進(jìn)行無人機(jī)的航行路線安排。不僅如此，還可以根據(jù)實(shí)際需求通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)指令讓其做出合適的飛行姿態(tài)和飛行高度。相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)也不要花費(fèi)大量的人力、時(shí)間和財(cái)力，具有簡單的操作性和高度的靈活性。

3 無人機(jī)在海上搜救的應(yīng)用

3.1搜索定位

我國的無人機(jī)搜索技術(shù)巧妙地將射頻技術(shù)和人身定位搜索相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離搜救。這一搜索系統(tǒng)主要由無人機(jī)、高清相機(jī)、定位搜救器、信標(biāo)、探測器和地面站六部分構(gòu)成。其中信標(biāo)是關(guān)鍵的一環(huán)，該搜尋定位系統(tǒng)在海域搜救的應(yīng)用需在船員的救生設(shè)備中配備信標(biāo)裝置。無人機(jī)在搜救過程中，無人機(jī)裝載的相關(guān)設(shè)備可以在15公里范圍內(nèi)激活信標(biāo)，發(fā)送事故船員信息，并且可以快速的衛(wèi)星定位。搜索系統(tǒng)中所用的信標(biāo)的體積只有火柴盒大，小巧輕便，只需做好防水工作就可以大量應(yīng)用于船員的救生設(shè)備。與傳統(tǒng)的搜救船舶拉網(wǎng)式的搜救相比，無人機(jī)定位搜救具有視野廣泛、高效能、全天候、機(jī)動(dòng)性高的優(yōu)點(diǎn)。不僅如此，無人機(jī)還能通過機(jī)身裝載的高清攝像機(jī)對(duì)事故船只的相關(guān)人員進(jìn)行即時(shí)拍照，并將照片信息及時(shí)的傳達(dá)至救助指揮中心，方便相關(guān)工作人員制定高效能的救助措施。此外，作為無人機(jī)搜尋定位關(guān)鍵一環(huán)的信標(biāo)與傳統(tǒng)的雷達(dá)等海事搜尋設(shè)備相比，不但具有價(jià)格低廉、輕巧便捷等優(yōu)點(diǎn)，還能通過射頻技術(shù)存儲(chǔ)和識(shí)別相應(yīng)船員信息。所以應(yīng)得到救生設(shè)備的廣泛應(yīng)用。

3.2遠(yuǎn)距離的視頻傳輸

在科學(xué)不斷進(jìn)步的今天，視頻的遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)已逐漸成熟，其傳輸信道的抗干擾能力也有了很大的提升。例如世界上最為先進(jìn)的無人機(jī)“全球鷹”RQ-4A，這款無人機(jī)搭載的電子設(shè)備能夠在全球的各個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行7.4萬平方千米的紅外圖像拍攝，其裝載的定位系統(tǒng)誤差在20米內(nèi)可控，并且搭載的相關(guān)設(shè)備能夠穿透云層和雷雨障礙進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視搜尋工作，實(shí)時(shí)向地面?zhèn)鞑ハ嚓P(guān)圖像訊息。此外，我國遠(yuǎn)距離視屏技術(shù)在無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用首次是在名為“搬運(yùn)工”的無人駕駛飛機(jī)。這架無人飛機(jī)搭載有GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并且裝載有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。其載重為19公斤，最大速度150公里/小時(shí)，可進(jìn)行連續(xù)3小時(shí)的拍攝工作。無人機(jī)在搭載遠(yuǎn)距離視頻傳輸后，通過搜尋定位系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)事故船只和遇險(xiǎn)人員之后，可以通過所裝載的高清攝像將遇險(xiǎn)船只和遇險(xiǎn)人員的情況及時(shí)的傳輸至指揮部門，使得相關(guān)人員可以及時(shí)的制定出合理的搜救措施，提高搜救效率和成功率。

3.3投放食物及醫(yī)療設(shè)備

近年來的海上事故多為小型船舶和運(yùn)輸沙石船舶，這類船只一般救生配置簡要。這類船只一旦發(fā)生意外，搜救巡邏艦很難準(zhǔn)確的找到這類救生配置簡要的船只，這樣無疑會(huì)大大降低搜救率。再者，海上環(huán)境復(fù)雜，遇險(xiǎn)人員可能隨時(shí)會(huì)有生命危險(xiǎn)，面臨饑餓過度和受傷問題。這時(shí)無人機(jī)搜救的應(yīng)用就非常重要。此時(shí)，無人機(jī)可根據(jù)自身搭載的搜索系統(tǒng)進(jìn)行遇險(xiǎn)人員的搜索，并且可搭載必要的食物、淡水和醫(yī)療設(shè)備，從而使無人機(jī)搜救效率大大提升。

4 結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)技術(shù)現(xiàn)今的發(fā)展?fàn)顩r已經(jīng)滿足當(dāng)前的海上搜救活動(dòng)。除此之外，無人機(jī)搜救還有著成本低、靈活性強(qiáng)和高效的優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)可以通過遠(yuǎn)距離視頻傳輸功能，將遇險(xiǎn)船只情況即時(shí)傳輸至指揮部門，更加方便了搜救活動(dòng)的制定和進(jìn)行。所以無人機(jī)在海上搜救中的應(yīng)用可以大大提高搜救效率。應(yīng)當(dāng)廣泛應(yīng)用于海上搜救。雖然現(xiàn)今我國的無人機(jī)的海上搜救還存在一定的缺陷，但是相信在我國科研人員的努力下一定能攻克這些難題，讓無人機(jī)更好的應(yīng)用于海上搜救。

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